TPC/IP

Komunitas jaringan komputer terbesar didunia menggunakan TCP/IP pada level protokol yang memungkinkan sistem apapun yang terhubung kedalamnya bisa berkomunikasi dengan sistem yang lain tanpa harus memeperdulikan bagaimana remote-system tersebut bekerja. Mengapa TCP/IP dan bukan protokol yang lainnya ?

TCP/IP adalah sekumpulan protokol komunikasi (protocol suite) yang sekarang ini secara luas digunakan dalam komunitas global jaringan komputer (internetworking). TCP dan IP merupakan dua protokol terpenting dalam TCP/IP disamping protokol-protokol lainnya, sehingga namanya demikian.

TCP/IP dan Internet. Pada tahun 1969 DARPA (Defence Advanced Research Projects Agency) mendanai riset dan pembuatan jaringan paket switching eksperimental yang diberinama ARPANET. Karena dinilai sukses dan banyak organisasi lain yang menghubungkan diri dengan jaringan ini, maka pada tahun 1975 ia menjadi jaringan operasional. ARPANET makin bertambah besar sehingga karena protokol yang digunakan pada waktu itu tidak mampu menampung jumlah node yang besar (NCP) maka DARPA mendanai pembuatan protokol komunikasi yang lebih umum, TCP/IP. Ia diadopsi jadi standard ARPANET 1983. Untuk memudahkan konversi DARPA juga mendanai BBN untuk mengimplementasikan protokol ini dalam BSD Unix, sehingga dimulailah perkawinan antara Unix dan TCP/IP. Sejak tahun itu term internet mulai populer, karena terjadi perubahan administratif ARPANET, yang dipecah menjadi MILNET dan ARPANET kecil, kemudian ditambah dengan bergabungnya NFS (National Science Foundation) NSFNET. Pada awalnya internet digunakan untuk menunjukkan jaringan yang menggunakan internet protocol (IP) tapi dengan semakin berkembangnya jaringan, term ini sekarang sudah berupa term generik yang digunakan untuk semua kelas jaringan, internet (i kecil) sekarang biasanya digunakan orang untuk menunjuk pada koleksi sembarang jaringan fisik terpisah yang saling dihubungkan dengan protokol yang sama untuk membentuk jaringan logic. Sedangkan Internet (I besar) digunakan untuk menunjuk pada komunitas jaringan komputer worlwide yang saling dihubungkan dengan TCP/IP.

TCP/IP Features. TCP/IP tidak tumbuh menjadi besar begitu saja, atau karena badan militer memandatkan penggunaannya. Yang terpenting adalah ia berada pada waktu yang tepat dan merupakan protokol pertama yang dapat memenuhi kebutuhan Jaringan komputer pada saat itu. TCP/IP Features :

Open Protocol Standards tersedia secara luas, independent perangkat keras komputer, Sistem Operasi, dll. Ideal untuk menyatukan mesin-mesin dengan perangkat keras dan lunak yang berbeda, walaupun tidak terhubung ke Internet.

Tidak tergantung pada perangkat keras jaringan tertentu, sehingga TCP/IP cocok untuk menyatukan bermacam-macam network, misalnya Ethernet, token ring, dial-up line, X-25 net dan lain-lain.

Cara pengalamatan bersama, memungkinkan devaice TCP/IP mengidentifikasi secara unik devaice yang lain dalam seluruh jaringan, walaupun jaringannya sebesar jaringan worlwide Internet.

Protokol level tinggi yang distandarkan (untuk konsistensi), sehingga menyediakan service user yang luas.

Meskipun model OSI sangat berguna, protokol TCP/IP tidak sesuai benar dengan strukturnya. Jadi dalam diskusi TCP/IP kita, menggunakan layer-layer model OSI dengan cara berikut :

Arsitektur Protokol TCP/IP

Karena seperti telah disinggung sebelumnya, TCP/IP tidak sesuai dengan model OSI, maka protocol – stack dalam TCP/IP biasanya digambarkan dengan layar yang lebih sedikit.

Dalam TCP/IP setiap data yang dilewatkan ke masing – masing layar direduksi atau ditambahkan suatu header kontrol. Setiap layer memperlakukan semua informasi yang ia terima sebagai data dan ia menambahkan header diawal informasi tersebut ketika data ini akan dilewatkan pada layar di awahnya. Penambahan informasi pengiriman ini disebut enkapsulasi (encaptulation). Hal sebaliknya berlaku ketika informasi ini bergerak dari jaringan ke layar teratas.

Gambar I-4

Berikut beberapa hal penting untuk setiap layer dalam model TCP/IP

Network Access Layer

Merupakan layer terbawah dari hirarki protokol TCP/IP

Menyediakan sarana untuk sistem untuk mengirim data ke device lain yang terhubung ke network.

Mendefinisikan bagaimana menggunakan network untuk mentransmisikan datagram.

Dibandingkan dengan model OSI, layer ini mencakup 3 layer terbawah dalam model OSI, yaitu Network, Datalink dan Phisical layer.

Fungsi lain yang ditangani pada level ini termasuk enkapsulasi datagram ke dalam frame yang ditranmisikan oleh jaringan dan konversi IP Address ke dalam alamat yang cocok untuk jaringan fisik dimana datagram ditranmisikan.

Internet Layer

Internet Protocol (IP)

IP Merupakan inti dari TCP/IP dan merupakan protokol terpenting dalam Internet Layer. IP menyediakan pelayanan pengiriman paket elementer dimana jaringan TCP/IP dibangun.

Fungsi Internet Protocol (IP)

Mendefinisikan datagram, yang merupakan unit dari transmisi elementer di internet

Mendefinisikan skema pengalamatan internet

Melewatkan data antara Network Access Layer dan Host to Host Transport Layer

Routing Datagram ke Remote Host

Menjalankan fragmentasi dan penyusunan kembali datagram.

IP merupakan protocol yang connectionless (tidak memerlukan handshake), tidak dilengkapi dengan error detection dan error recovery.

Datagram

Adalah format paket yang didefinisikan oleh IP. Internet sebagaimana asalnya ARPANET merupakan jaringan yang berbasis pada paket switching. Datagram merupakan unit transmisi elementer dalam jaringan TCP/IP. IP mengirimkan IP Address dalam Header Control diawal datagram. Jika address tujuan tidak berada di Jaringan lokal maka paket dilewatkan ke gateway (device yang menswitch paket antara jaringan fisik yang berbeda.). Memutuskan gateway yang mana yang digunakan untuk mencapai address tujuan disebut routing.

Routing datagram

Ilustrasi berikut akan menjelaskan bagaimana proses routing datagram melintasi beberapa jaringan fisik.

Gambar I-5

Sistem hanya bisa mengirim paket pada devaice lain yang terhubung ke dalam satu jaringan pisik yang sama. Paket dari A1 dengan tujuan C1 diforward melalaui gateway G1 dan G2. Host A1 pertama kali mengirim paket ke gateway G1 (karena G1 masih terhubung ke net work A, dimana host A1 berada.) kemudian gateway G1 mengirimkan paket ke gateway G2 melauli net work B. Dan akhirnya G2 yang terhubung ke net work C langsung memforward paket ke address tujuan, host C1.

d. Fragmentasi Datagram

Ketika Datagram dilewatkan melintasi jaringan yang berbeda, suatu modul IP dalam gateway mungkin perlu untuk membagi datagram ke dalam bagian-bagian kecil. Datagram yang diterima dari suatu network mungkin terlalu besar untuk ditransmisikan dalam satu paket pada jaringan yang berbeda. Kondisi ini hanya terjadi ketika gateway menghubungkan jaringan fisik yang berbeda. Sederhananya setiap network mempunyai MTU(Maximum Transfer Unit) yang berbeda. Jika datagram yang diterima lebih besar dari MTU maka perlu dilakukan pemecahan datagram kedalam fragmen-fragmen kecil untuk ditransmisikan, melewatkan datagram ke transport layer ketika IP menerima datagram yang dialamatkan ke localhost dia harus melewatkan bagian data dari datagram pada protokol transport layer yang sesuai. Hal ini dilakukan dengan menggunakan nomor protokol dari header datagram. Setiap protokol transport layer mempunyai nomor protokol yang unik.

Internet Control Message Protocol

Sebuah bagian integral dari IP adalah ICMP. Protokol ini merupakan bagian dari Internet Layer dan menggunakan fasilitas pengiriman datagram IP untuk mengirim message-nya. ICMP mengirim messagenya yang berfungsi untuk kontrol, reportasi, kesalahan dan fungsi informasi:

flow control

menditeksi tujuan yang unreachable

me-redirection route

mengecek remote host

Transport Layer

Dua protokol terpenting dalam layer ini adalah TCP(Tansmission Control Protocol) dan UDP(User Datagram Protocol). TCP menyediakan pelayanan pengiriman data yang reliable dengan deteksi dan koreksi kesalahan end to end. Sedangkan UDP menyediakan pelayanan pengiriman datagram yang cooectionless dan tanpa dilengkapi deteksi dan koreksi kesalahan. Kedua protokol mengirimkan data antara layer aplikasi dan layer internet. TCP merupakan protokol yang connection oriented (dan handshake).

Application Layer

Layer ini melingkupi semua proses yang menggunakan protokol tranport layer untuk mengirimkan data. Ada banyak protokol aplikasi yang paling populer, misalnya:

telnet, network terminal protocol, meyediakan fasilitas remote login lewat jaringan

ftp, file transfer protocol, digunakan untuk transfer file yang interaktif

smtp, simple mail transfer protocol yang bertugas untuk mengirimkan mail karena layer ini berhubungan langsung dengan servis yang ditawarkan pada pemakai jaringan, maka protokol-protokol baru masih ditambahkan yang memperkaya pengalaman pada user.

Dasar-dasar Pembentukan Jaringan TCP/IP

Ada beberapa konsep mendasar yang harus diperhatikan dalam mensetup jaringan TCP/IP, yaitu pengalamatan (addressing), routing dan name-service. Ide dasarnya adalah sebagaimana data yang dikirim sampai pada mesin yang sesuai (mesin tujuan) dan sebagaimana hal tersebut dapat dilakukan oleh operator dengan mudah.

Untuk dapat berkomunikasi, data dari suatu host (mesin) harus dilewatkan ke jaringan menuju host tujuan, dan dalam host tersebut ke user atau peroses yang sesuai. TCP/IP menggunakan tiga skema untuk memenuhi tugas ini, yaitu :

Addressing

IP address yang mengidentifikasikan secara unik setiap host di jaringan, sehingga dapat menjamin data dikirim ke alamat yang benar.

Routing

Pengatur gateway untuk mengirim data kejaringan dimana host tujuan berada.

Pengalamatan dan IP Address.

Internet Protokol (IP) melewatkan data antar host dalam bentuk datagram. Setiap datagram dikirim ke address yang ditunjukkan oleh address tujuan dalam header datagram.Address tujuan adalah 32 bit IP address standar yang berisi informasi yang cukup untuk mengidentifikasi secara unik jaringan dan host tertentu di jaringan tersebut.

IP address terdiri dari bagian network dan bagian host, tetapi format dari bagian-bagian ini tidak sama untuk setiap IP address. Jumlah bit address yng digunakan untuk mengidentifikasikan jaringan, dan bilangan yang digunakan untuk mengidentifikasikan host berbeda-beda tergantung kelas address yang digunakan.

Ada tiga kelas address utama: Kelas A, B, dan C. Dengan memeriksa beberapa bit pertama dari suatu address, software IP bisa dengan cepat membedakan kelas address dan strukturnya.

IP address biasanya ditulis sebagai 4 urutan bilangan desimal yang dipisahkan dengan titik. Setiap bilangan tersebut berupa salah satu bilangan yang berharga diantara 0-255( nilai decimal yang mungkin untuk 1 byte).

IP membedakan aturan berikut untuk membedakan kelas address.

Address Kelas A :

Bit pertama dari IP Address adalah 0

Jadi jaringan dengan IP yang byte pertamanya : 0 – 127

Hanya ada kurang dari 128 jaringan dengan kelas A

Setiap jaringan kelas A bisa mempunyai jutaan host

Address Kelas B :

Bit pertama dari IP address adalah 10

Jadi jaringan dengan IP yang byte pertamanya : 128 –191

Terdapat ribuan jaringan dengan kelas B

Setiap jaringan kelas B bisa mempunyai ribuan host

Address Kelas C :

Bit pertama dari IP address adalah 110

Jadi jaringan dengan IP yang byte pertamanya : 192 – 223

Terdapat jutaan jaringan kelas C

Setiap jaringan kelas C hanya mempunyai kurang dari 254 host

Address kelas D :

Bit pertama dari IP address adalah 111

Nomor jaringan dengan IP yang byte pertamanya lebih dari 223

Merupakan address yang dialokasikan untuk kepentingan khusus

Ilustrasi berikut akan menunjukkan bagaimana struktur address berbeda-beda untuk kelas address yang berbeda. Misalnya suatu address kelas A dengan IP 26.104.0.19. Bit pertama dari address ini adalah 0 (atau desimal pertama kurang dari 128) sehingga address diterjemahkan sebagai host 104.0.19 dari network 26. Satu byte menunjukkan jaringan dan 3 byte selanjutnya menunjukkan host yang bersangkutan. Dalam address 128.66.12.1 dua bit pertama adalah 10 yang menunjukkan bahwa mesin yang bersangkutan terhubung ke network kelas B.

Jadi address tersebut diterjemahkan sebagai host 12.1 dari network 128.66 (2 byte pertama mengidentifikasi jaringan dan 2 lainnya mengidentifikasi host). Contoh ketiga adalah mesin dengan IP 192.178.16.1 yang dengan cara serupa dapat diartikan sebagai host 1 di network 192.178.16 (3 byte mengidentifikasi network dan 1 byte mengidentifikasi host).

Gambar I-6

Tidak semua address network dan host dapat digunakan. Misalnya kita telah membicarakan bahwa address dengan desimal pertama lebih dari 223 dialokasikan untuk kepentingan khusus. Dua address kelas A, 0 dan 127, juga dialokasikan untuk kepentingan khusus. Network 0 menunjukkan route default dan network 127 sebagai loopback-address. Selain itu juga ada beberapa address host yang disediakan untuk kepentingan khusus ini, misalnya 0 dan 255 dalam semua kelas network. Sebuah IP address dengan semua bit hostnya nol menunjukkan jaringannya sendiri, misalnya 26.0.0.0 menunjukkan network 26 dan 128.66.0.0 menunjukkan network 128.66. Address dalam bentuk ini digunakan dalam tabel routing untuk menunjukkan seluruh network. IP address dengan semua bit host diset satu adalah broadcast-address. Suatu broadcast-address digunakan untuk alamat setiap host dalam network secara simultan. Address broadast untuk network 128.66 adalah 128.66.255.255. Suatu datagram yang dikirim ke address ini akan diterima oleh setiap host dalam network yang bersangkutan.

IP address diasosiasikan dengan network-interface, bukan dengan sistem komputernya. Jadi suatu gateway mempunyai address yang berbeda untuk setiap network yang terhubung kepadanya. IP menggunakan bagian network dari address untuk routing datagram antar network. Address lengkap, termasuk informasi host digunakan untuk pengiriman akhir ketika datagram mencapai network tujuan. Berkaitan dengan IP address dikenal dua istilah :

Supernetting

Ada dua masalah yang saling berkaitan, antara pemberian suatu kelas address pada suatu lembaga. Pertama kelas address yang diberikan lebih kecil daripada jumlah host yang akan dihubungkan. Dan yang kedua sebaliknya, kelas address yang diberikan lebih besar dari host yang akan saling dihubungkan. Supernetting berkaitan dengan metoda yang mengakali alokasi address yang terbatas sedemikian sehingga semua host yang tersedia dapat dihubungkan ke jaringan. Jadi, supernetting adalah menggunakan bit mass terhadap address asal untuk membuat jaringan yang lebih besar.

Subnetting

Masalah kedua yang berkaitan dengan bagaimana membuat suatu alokasi address efisien, bila ternyata host yang akan kita hubungkan ke jaringan lebih kecil daripada alokasi address yang kita punya. Yang jelas dengan menggunakan metoda subnetting, bit host IP address direduksi untuk subnet ini. Sebagai contoh, subnet mask yang diasosiasikan dengan address kelas B standar adalah 255.255.0.0. Subnet mask digunakan dengan memperluas bagian network dari suatu address kelas B dengan byte tambahan. Misalnya subnet 255.255.255.0 berarti dua byte pertama mendefinisikan network kelas B, byte ke tiga menunjukkan address subnet, dan yang ke empat baru menunjuk pada host pada subnet yang bersangkutan. Masking yang byteoriented lebih mudah dibaca dan diartikan, tapi sebenarnya subnet masking bersifat bit oriented, jadi misalnya seseorang bisa saja membuat subnet-mask 255.255.255.192.

Berikut ilustrasi yang menunjukkan efek dari subnet mask terhadap bermacam-macam address jaringan.